嫦娥六号月球背面发现火山及磁性谜团

China's Chang’e-6 mission has delivered the first-ever samples from the Moon’s far side, shedding light on one of planetary science’s greatest mysteries: why the near and far sides are so different. The South Pole–Aitken Basin, a colossal crater created

先前的研究表明,SPA(月球南极-艾特肯盆地)形成于约42.5亿年前的一次巨大撞击,释放的能量超过万亿颗原子弹的总和。但该撞击对月球地质和热演化的影响,直至最近仍是行星科学领域最重大的未解问题之一。

过去一年,由中国科学院地质与地球物理研究所(IGG)、国家天文台(NAOC)等机构联合南京大学等单位组成的研究团队,基于SPA样本取得四项标志性发现。其研究成果以四篇封面文章形式发表于《自然》期刊。

据中国科学院院士、IGG研究员吴福元教授介绍,形成SPA的撞击所引发的深层次地质后果,首次在这四篇《自然》论文中得到了系统性揭示。

封面研究的核心发现聚焦于以下领域:

持续性火山活动:分析识别出月球背面两个独立的火山活动阶段——42亿年前与28亿年前,表明火山活动持续了至少14亿年,远超此前认知。

波动性磁场:玄武岩碎屑的古磁场强度测量显示,月球磁场在28亿年前出现强度回升,表明产生磁场的月核发电机呈间歇性波动特征,而非持续稳定衰减。

 

非对称水分布:研究发现月球背面月幔含水量显著低于正面月幔,表明挥发性元素在月球内部呈不均匀分布——这为月球不对称性增添了新证据。

月幔亏损特征:玄武岩地球化学分析指向"极亏损"的月幔源区,其成因可能源于原始亏损月幔或大型撞击诱发的大规模熔融物质抽取。这一发现凸显了重大撞击事件在塑造月球深部结构中的作用。

NAOC团队及其合作者率先发布样本分析结果,详细阐述了样本的物理特性、矿物学特征与地球化学属性。中科院广州地球化学研究所随后证实了28亿年前的背面火山活动,并将其与高度亏损的月幔相关联。IGG团队则测定SPA形成年代为42.5亿年前,为研究太阳系早期撞击事件提供了关键时间标尺。

这些发现不仅阐明了月球背面的演化历程,更彰显了嫦娥六号任务的变革性影响,为深入探索行星形成与演化机制奠定了科学基础。